JP4721014B2 - Piston of internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関のピストンに係り、詳しくはピストン本体とピン支持部材とが別体に形成されたピストンに関する。   The present invention relates to a piston of an internal combustion engine, and more particularly to a piston in which a piston body and a pin support member are formed separately.

内燃機関のピストンは、上死点近傍において、ピストンピン位置を中心にピストンの2次運動が発生し、ピストンがシリンダ壁面と衝突することでスラップ音等が発生するという問題がある。
また、特に膨張行程時においては、燃焼圧によりピストンが押圧されるとコンロッドとの角度に応じてサイドフォースが発生し、これによりピストンの一側、所謂スラスト側とシリンダ壁面との間でフリクションが上昇するという問題がある。
The piston of an internal combustion engine has a problem that a secondary movement of the piston occurs around the piston pin position in the vicinity of the top dead center, and a slap sound or the like is generated when the piston collides with the cylinder wall surface.
Also, particularly during the expansion stroke, when the piston is pressed by the combustion pressure, side force is generated according to the angle with the connecting rod, and this causes friction between one side of the piston, the so-called thrust side, and the cylinder wall surface. There is a problem of rising.

このような問題に対しては、ピストンピン位置をピストンの重心位置に近づけ、コンロッドとの角度を減少させるようコンロッド長さを長くする等して上記2次運動及びサイドフォースを抑制させることが有効である。
しかし、ピストンの重心は頂面側に位置しているのに対し、当該ピストンの頂面側にはコンプレッションリング溝やオイルリング溝等が形成されているため、頂面側にピストンピンを軸支するピン孔を形成することは困難である。
For such problems, it is effective to suppress the secondary motion and side force by moving the piston rod position closer to the center of gravity of the piston and increasing the length of the connecting rod so as to reduce the angle with the connecting rod. It is.
However, since the center of gravity of the piston is located on the top surface side, a compression ring groove, an oil ring groove, etc. are formed on the top surface side of the piston. It is difficult to form a pin hole.

そこで、ピン孔を有するピン支持部材をピストン本体と別体に形成し、当該ピストン本体内にピン支持部材を組み付けることでピストンピン位置を頂面側に近づける技術が開発されている。
例えば、ピストン本体にピン枢支部材(ピン支持部材)を内嵌し、当該ピン枢支部材の被固定部を固定ボルトでピストン本体の固定座面に固定する構成のピストンが開示されている(特許文献1参照)
特開平10−292863号公報
Therefore, a technique has been developed in which a pin support member having a pin hole is formed separately from the piston body, and the piston pin position is brought closer to the top surface side by assembling the pin support member in the piston body.
For example, a piston having a structure in which a pin pivot member (pin support member) is fitted into the piston body, and a fixed portion of the pin pivot member is fixed to a fixed seat surface of the piston body with a fixing bolt is disclosed ( (See Patent Document 1)
Japanese Patent Laid-Open No. 10-292863

しかしながら、上記特許文献1に開示された技術では、固定ボルトをピストン本体のヘッド側(頂面側)からボルト挿通孔に挿通して、頂面裏側からナットで締結するように構成されているが、このようにピストン頂面を貫通する挿通孔を有する構成はピストンの強度や耐久性を低下させるため好ましくない。
また、当該特許文献1には、ピストン頂面の裏面に形成された半割り状ピン枢支孔と、当該半割り状ピン枢支孔に対応したピン枢支部材とによりピストンピンを支持する構成も開示されているが、このようにピストンピンを支持するピン枢支孔を分割した構成とするとピストン本体の熱変形等を考慮した高精度の成形が必要となるという問題がある。
However, the technique disclosed in Patent Document 1 is configured such that the fixing bolt is inserted into the bolt insertion hole from the head side (top surface side) of the piston body and fastened with a nut from the top surface rear side. Such a configuration having an insertion hole penetrating the top surface of the piston is not preferable because it reduces the strength and durability of the piston.
Further, in Patent Document 1, the piston pin is supported by a half-pinned pin pivot hole formed on the back surface of the piston top surface and a pin pivot member corresponding to the half-pin pin pivot hole. However, there is a problem that when the pin support hole for supporting the piston pin is divided as described above, high-precision molding is required in consideration of thermal deformation of the piston body.

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ピストンピン位置を頂面側に近づけつつ、ピストンの強度及び耐久性を確保することのできる内燃機関のピストンを提供することにある。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of ensuring the piston strength and durability while bringing the piston pin position close to the top surface. To provide a piston.

上記した目的を達成するために、請求項1の内燃機関のピストンでは、内燃機関のシリンダ内をストロークするピストンであって、頂面を有した略円筒形状をなし、該頂面の裏面のスラスト側及び反スラスト側位置にストローク方向下死点側に突出した支持台部が形成されているとともに、該支持台部の下死点側の面にボルトのねじ部が螺合可能な螺合穴を有するピストン本体と、ピストンピンの端部を軸支するピン孔を有し、スラスト側及び反スラスト側の側面が前記支持台部と間隔を有しつつ、ストローク方向上死点側の面が前記ピストン本体の頂面の裏面と当接する主体部、及び、該主体部からスラスト方向両側に延び、一方の上死点側の面がスラスト側、他方の上死点側の面が反スラスト側の前記支持台部の下死点側の面と当接し且つそれぞれ前記ボルトのねじ部が貫通可能な貫通孔を有した一対の支持腕部を有し、前記ボルトのねじ部が該支持腕部の貫通孔を貫通し前記ピストン本体の螺合穴に螺合することで該ピストン本体に締結されたピン支持部材とを備え、前記ピン支持部材は前記ピストンピンの一端側と他端側とで別体に構成されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the piston of the internal combustion engine according to claim 1 is a piston that strokes in a cylinder of the internal combustion engine and has a substantially cylindrical shape having a top surface, and a thrust on the back surface of the top surface. A support base portion that protrudes toward the bottom dead center side in the stroke direction is formed at the side and anti-thrust side positions, and the screw hole that allows the screw portion of the bolt to be screwed onto the bottom dead center side surface of the support base portion The piston body has a pin hole that pivotally supports the end of the piston pin, and the thrust side and anti-thrust side surfaces are spaced apart from the support base, while the stroke side top dead center side surface is A main body that contacts the back surface of the top surface of the piston body, and extends from the main body to both sides in the thrust direction. One top dead center surface is the thrust side, and the other top dead center surface is the anti-thrust side. In contact with the bottom dead center side surface of the support base of Each of the bolts has a pair of support arm portions with through-holes through which the threaded portions of the bolts can pass, and the threaded portions of the bolts pass through the through-holes of the support arm portions and are screwed into the screw holes of the piston body. Thus, a pin support member fastened to the piston main body is provided, and the pin support member is configured separately at one end side and the other end side of the piston pin .

求項の内燃機関のピストンでは、請求項1において、前記ピストン本体の頂面の裏面と前記ピン支持部材の主体部のストローク方向上死点側の面との間、及び、前記ピストン本体の支持台部の下死点側の面と前記ピン支持部材の支持腕部の上死点側の面との間の少なくともいずれか一方にシムが介装されていることを特徴としている。 The piston Motomeko 2 of the internal combustion engine, Oite to claim 1, between the back and the pin stroke direction improvement dead point side surface of the main body portion of the supporting member of the top surface of the piston body, and the A shim is interposed between at least one of the bottom dead center side surface of the support base portion of the piston body and the top dead center side surface of the support arm portion of the pin support member. .

上記手段を用いる本発明の請求項1の内燃機関のピストンによれば、ピストン本体とピン支持部材とを別体に形成することで、オイル溝の形成位置とピストンピン支持位置が干渉する等の制限を受けることなく、ピストンピンを頂面側に位置させることができる。これにより、スラップ音等の騒音やフリクションを軽減することができる。
そして、ピストンピンを支持するピン支持部材が、主体部及び支持腕部の3点においてピストン本体と当接して固定されていることから、ピストン本体からピン支持部材に伝達される力を十分に分散させることができ、当該ピストンの強度及び耐久性を向上させることができる。また、当該ピン支持部材の主体部のスラスト側及び反スラスト側の側面が支持台部と間隔を有して設けられていることで、ピストン支持部材のスラスト方向における熱変形や成形誤差等の影響を軽減することができる。
According to the piston of the internal combustion engine of the first aspect of the present invention using the above means, the formation of the oil groove and the piston pin support position interfere with each other by forming the piston body and the pin support member separately. The piston pin can be positioned on the top surface side without being restricted. Thereby, noises such as slap sounds and friction can be reduced.
Since the pin support member that supports the piston pin is fixed in contact with the piston body at three points of the main body and the support arm, the force transmitted from the piston body to the pin support member is sufficiently dispersed. The strength and durability of the piston can be improved. In addition, the thrust side and anti-thrust side surfaces of the main portion of the pin support member are provided at a distance from the support base, thereby affecting the influence of thermal deformation or molding error in the thrust direction of the piston support member. Can be reduced.

さらに、ピン支持部材を別体とすることで、ピン支持部材の軽量化を図ることができる。
請求項の内燃機関のピストンによれば、ピストン本体頂面裏面とピン支持部材の主体部との間、及び支持台部と支持腕部との間のうち少なくともいずれか一方にシムが介装されていることで、熱変形や成形誤差等による生じるピストン本体とピン支持部材との間隔をシムにより調整することができ、確実に3点で当接した構成とすることができる。
Furthermore , weight reduction of a pin support member can be achieved by making a pin support member into a different body.
According to the piston of the internal combustion engine of claim 2 , the shim is interposed between at least one of the back surface of the top surface of the piston body and the main portion of the pin support member and between the support base and the support arm. By doing so, the distance between the piston main body and the pin support member caused by thermal deformation, molding error, etc. can be adjusted by the shim, and a configuration in which the abutment is surely made at three points can be achieved.

これにより、ガタツキ等なく確実にピストン本体にピン支持部材を固定することができ、騒音等の軽減や強度及び耐久性をより向上させることができる。   As a result, the pin support member can be securely fixed to the piston body without rattling or the like, and noise can be reduced and the strength and durability can be further improved.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1乃至図8を参照すると、図1には本発明に係る内燃機関のピストンの分解斜視図が、図2乃至図5にはピストン本体の斜視図、正面図、下面図、断面図が、図6乃至図8にはピストンブラケットの斜視図、下面図、正面図がそれぞれ示されている。以下、これらの図に基づき説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Referring to FIGS. 1 to 8, FIG. 1 is an exploded perspective view of a piston of an internal combustion engine according to the present invention, and FIGS. 2 to 5 are a perspective view, a front view, a bottom view, and a sectional view of a piston body. 6 to 8 are a perspective view, a bottom view, and a front view of the piston bracket, respectively. Hereinafter, description will be made based on these drawings.

図1に示すように、ピストン1はコンロッド2を介して図示しない内燃機関のシリンダ内をストロークするピストンである。
当該ピストン1は、ピストン本体10と、ピストンピン12を軸支する一対のピストンブラケット14、14(ピン支持部材)とが別体に形成されている。そして、各ピストンブラケット14、14は、それぞれシム16、16、16’、16’、16’、16’を介装させつつ、ボルト18、18、18、18によりピストン本体10内に締結されることで固定される。以下、当該ピストン1のストローク方向における上死点側を上側、下死点側を下側とし、当該上下方向に直交するピストンピン12の軸方向をピン方向、さらに上下方向且つピン方向に直行する方向をスラスト方向として説明する。なお、当該スラスト方向において、膨張行程時においてコンロッドとの角度に応じて生じるサイドフォースを受けてピストン本体10がシリンダ壁面に押圧される側をスラスト側とし、逆側を反スラスト側とする。
As shown in FIG. 1, the piston 1 is a piston that strokes in a cylinder of an internal combustion engine (not shown) via a connecting rod 2.
The piston 1 includes a piston body 10 and a pair of piston brackets 14 and 14 (pin support members) that pivotally support a piston pin 12 formed separately. The piston brackets 14 and 14 are fastened in the piston body 10 by bolts 18, 18, 18, and 18 with shims 16, 16, 16 ′, 16 ′, 16 ′, and 16 ′ interposed therebetween. It is fixed by that. Hereinafter, the top dead center side in the stroke direction of the piston 1 is the upper side, the lower dead center side is the lower side, and the axial direction of the piston pin 12 orthogonal to the vertical direction is perpendicular to the pin direction, and further to the vertical direction and the pin direction. The direction will be described as the thrust direction. In the thrust direction, the side on which the piston body 10 is pressed against the cylinder wall surface in response to the side force generated according to the angle with the connecting rod during the expansion stroke is the thrust side, and the opposite side is the anti-thrust side.

図2乃至図5に示すように、ピストン本体10は、頂面をなすクラウン部20からリングランド部22、スカート部24a、24b及びサイドウォール部26、26が下方に延びた略円筒形状をなしている。
クラウン部20は平面視円形状をなしており、当該クラウン部20の周縁から下方に向け円筒状にリングランド部22が延びている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the piston body 10 has a substantially cylindrical shape in which the ring land portion 22, the skirt portions 24 a and 24 b, and the sidewall portions 26 and 26 extend downward from the crown portion 20 forming the top surface. ing.
The crown portion 20 has a circular shape in plan view, and the ring land portion 22 extends in a cylindrical shape downward from the periphery of the crown portion 20.

当該リングランド部22の外周面には周方向に延びるトップリング溝30、セカンドリング溝32、及びオイル溝34がそれぞれ所定の間隔を有して並設されている。なお、オイル溝34の直下がリングランド部22の下端をなしている。
当該トップリング溝30、セカンドリング溝32、及びオイル溝34には図示しないトップコンプレッションリング、セカンドコンプレッションリング、及びオイルリングが配設される。また、オイル溝34にはピストン本体10の内側まで貫通したオイル孔36が複数穿設されている。
A top ring groove 30, a second ring groove 32, and an oil groove 34 extending in the circumferential direction are arranged in parallel at predetermined intervals on the outer peripheral surface of the ring land portion 22. Note that a portion directly below the oil groove 34 forms the lower end of the ring land portion 22.
The top ring groove 30, the second ring groove 32, and the oil groove 34 are provided with a top compression ring, a second compression ring, and an oil ring (not shown). The oil groove 34 is provided with a plurality of oil holes 36 penetrating to the inside of the piston body 10.

スカート部24a、24bは、リングランド部22のスラスト側及び反スラスト側の外周面から下方に延びて形成されている。
サイドウォール部26、26は、リングランド部22のピン方向両側部分の下面から下方且つスラスト方向にスカート部24a、24bの周方向の側端部分と連接するように延びている。そして、当該サイドウォール部26、26は、スラスト方向中央部分においてリングランド部22近傍から下方に向け拡大しつつ開口した形状をなしている。
The skirt portions 24 a and 24 b are formed to extend downward from the outer peripheral surface of the ring land portion 22 on the thrust side and the anti-thrust side.
The sidewall portions 26, 26 extend from the lower surface of both side portions in the pin direction of the ring land portion 22 so as to be connected to the side end portions in the circumferential direction of the skirt portions 24 a, 24 b in the thrust direction. And the said side wall parts 26 and 26 have comprised the shape opened in the thrust direction center part, expanding toward the downward direction from the ring land part 22 vicinity.

つまり、当該サイドウォール部26、26は、スカート部24a、24bの周方向側端部分との連接部分からスラスト方向中央側に向かい上方に傾斜した連接部40a、40a、40b、40b及びスラスト方向中央部分において上下方向に所定の厚みを有してリングランド部22の下端と平行をなす中央部42、42から形成されている。
また、クラウン部20の裏面、即ちピストン本体内側上面50には、スラスト側及び反スラスト側のピン方向両端位置のそれぞれに、下方に突出した支持台部52、52、52、52が形成されている。詳しくは、図4に示すように、各支持台部52、52、52、52は、下面視におけるスカート部24a、24bとサイドウォール部26、26との境界部分に位置する四隅において、それぞれ内周面から中心側に膨出した形状をなしている。また、図5に示すように、各支持台部52、52、52、52の下面には上記ボルト18が螺合可能な有底の螺合穴54、54、54、54がそれぞれ形成されている。
That is, the sidewall portions 26, 26 are connected portions 40a, 40a, 40b, 40b inclined in the upward direction toward the thrust direction center side from the connection portions with the circumferential side end portions of the skirt portions 24a, 24b and the thrust direction center. In the part, it is formed of central portions 42 and 42 having a predetermined thickness in the vertical direction and parallel to the lower end of the ring land portion 22.
Further, on the back surface of the crown portion 20, that is, the piston body inner upper surface 50, support base portions 52, 52, 52, 52 projecting downward are formed at both end positions in the pin direction on the thrust side and the anti-thrust side, respectively. Yes. Specifically, as shown in FIG. 4, the support bases 52, 52, 52, 52 are respectively located at the four corners located at the boundary between the skirts 24 a, 24 b and the sidewalls 26, 26 in the bottom view. It has a shape that bulges from the peripheral surface toward the center. Further, as shown in FIG. 5, bottomed screw holes 54, 54, 54, 54 to which the bolts 18 can be screwed are formed on the lower surfaces of the support base parts 52, 52, 52, 52, respectively. Yes.

また、各支持台部52、52、52、52を除いたピストン本体内側上面50は下面視十字形状をなしており、ピン方向の面の一部、もしくは全面において水平面をなしている。
一方、図6乃至図8に示すように、ピストンブラケット14は、ピストンピン12の一端側を軸支するピン孔60が穿設された主体部62と、当該主体部62からスラスト方向に延びる一対の支持腕部64、64とから構成されている。なお、図6乃至図8には一方のピストンブラケット14のみが図示されているが、他方のピストンブラケット14も同様の構成とする。
Further, the piston body inner upper surface 50 excluding the support bases 52, 52, 52, 52 has a cross shape in a bottom view, and forms a horizontal plane in a part or the entire surface in the pin direction.
On the other hand, as shown in FIGS. 6 to 8, the piston bracket 14 is composed of a main part 62 provided with a pin hole 60 that pivotally supports one end of the piston pin 12 and a pair extending from the main part 62 in the thrust direction. Support arm portions 64 and 64. Although only one piston bracket 14 is shown in FIGS. 6 to 8, the other piston bracket 14 has the same configuration.

主体部62は、上面が水平面をなしており、下面はピン孔60の形状に沿い滑らかに湾曲した形状をなしている。なお、当該主体部62のスラスト方向長さは、上記ピストン本体内側上面50のスラスト側の支持台部52、52と反スラスト側の支持台部52、52との間の間隔よりも小である。
支持腕部64、64は、主体部62の両側面の下部から下面に沿ってスラスト方向両側に延びており、下面視においては先端に向かうにつれ外側面が内側面に近接するよう形成されている。また当該支持腕部64、64の端部には上記ボルト18のねじ部18aが貫通可能に上下方向に貫通した貫通孔66、66が穿設されている。
The main body 62 has a horizontal surface on the upper surface and a smoothly curved shape along the shape of the pin hole 60 on the lower surface. The length in the thrust direction of the main body 62 is smaller than the distance between the thrust-side support bases 52 and 52 and the anti-thrust-side support bases 52 and 52 of the piston body inner upper surface 50. .
The support arm portions 64, 64 extend from the lower portions of both side surfaces of the main body portion 62 to both sides in the thrust direction along the lower surface, and are formed such that the outer surface approaches the inner surface as viewed from the bottom when viewed from below. . Further, through holes 66 and 66 are formed in the end portions of the support arm portions 64 and 64 so as to penetrate the screw portion 18a of the bolt 18 in the vertical direction so that the screw portion 18a can penetrate therethrough.

また、シム16、16は、組み付け時に当該ピストンブラケット14、14の主体部62、62の上面及びピストン本体内側上面50との間に介装される板部材である。当該シム16、16はピストンブラケット14、14の主体部62、62の上面よりも面積が大であり、各シムの材質は例えばステンレス等の金属である。
このようなシム16とは別に、ピストン本体裏側の支持台部52、52、52、52とピストンブラケット支持腕部64、64、64、64の間に、それぞれシム16’、16’、16’、16’が介装される。図16には当該シムの斜視図が示されており、同図に示すように、当該シム16’、16’、16’、16’は、例えばステンレス等の金属からなるワッシャ形状である。なお、図14、15に示すように、シム16とシム16’、16’、16’、16’のいずれか一方を介装させたピストン1の構成とすることもできる。
The shims 16 and 16 are plate members interposed between the upper surfaces of the main portions 62 and 62 of the piston brackets 14 and 14 and the piston main body inner upper surface 50 when assembled. The shims 16 and 16 have a larger area than the upper surfaces of the main portions 62 and 62 of the piston brackets 14 and 14, and the material of each shim is a metal such as stainless steel.
In addition to the shim 16, the shims 16 ', 16', 16 'are respectively disposed between the support base portions 52, 52, 52, 52 on the back side of the piston body and the piston bracket support arm portions 64, 64, 64, 64. , 16 'are interposed. FIG. 16 shows a perspective view of the shim. As shown in FIG. 16, the shims 16 ′, 16 ′, 16 ′, and 16 ′ have a washer shape made of metal such as stainless steel. As shown in FIGS. 14 and 15, the piston 1 may be configured such that the shim 16 and any one of the shims 16 ′, 16 ′, 16 ′, and 16 ′ are interposed.

以下、上記のように構成されたピストン本体10及びピストンブラケット14、14を組み付けた状態におけるピストン1の構成を説明する。
図9乃至図13を参照すると、ピストン組付状態時における斜視図、正面図、下面図、断面図が示されており、以下同図に基づき説明する。
ピストン組付状態においては、円筒状のピストンピン12の端部がそれぞれピストンブラケット14、14のピン孔60、60に挿入されて軸支されている。なお、当該ピストンピン12の中央部分はコンロッド2の一端部に軸支されており、当該コンロッド2を挟み込むようにピストンブラケット14、14は配設される。
Hereinafter, the configuration of the piston 1 in a state where the piston main body 10 and the piston brackets 14 and 14 configured as described above are assembled will be described.
Referring to FIGS. 9 to 13, there are shown a perspective view, a front view, a bottom view, and a cross-sectional view in the piston assembly state.
In the piston assembled state, the end portions of the cylindrical piston pins 12 are inserted into the pin holes 60 and 60 of the piston brackets 14 and 14, respectively, and are pivotally supported. The central portion of the piston pin 12 is pivotally supported at one end of the connecting rod 2, and the piston brackets 14 and 14 are disposed so as to sandwich the connecting rod 2.

また、各ボルト18、18、18、18のねじ部18a、18a、18a、18aが各ピストンブラケット14、14の貫通孔66、66、66、66を貫通しピストン本体10の支持台部52、52、52、52の螺合穴54、54、54、54に螺合され、当該ボルト18、18、18、18の頭部18b、18b、18b、18bとピストン本体10の支持台部52、52、52、52とに挟まれて当該ピストンブラケット14、14はピストン本体10に締結されている。   The screw portions 18a, 18a, 18a, 18a of the bolts 18, 18, 18, 18 pass through the through holes 66, 66, 66, 66 of the piston brackets 14, 14, respectively, and the support base portion 52 of the piston body 10; 52, 52, 52 are screwed into the screw holes 54, 54, 54, 54, and the heads 18b, 18b, 18b, 18b of the bolts 18, 18, 18, 18 and the support base 52 of the piston body 10 are provided. The piston brackets 14 and 14 are fastened to the piston main body 10 between the pistons 52, 52 and 52.

このようなピストンブラケット14、14とピストン本体10との締結により、ピストン本体内側上面50とピストンブラケット14、14の主体部62、62上面とが当接するとともに、ピストン本体10の支持台部52、52、52、52とピストンブラケット14、14の支持腕部64、64、64、64とが当接することとなる。そして、当該当接部分にはシム16、16及びシム16’、16’、16’、16’の少なくともいずれか一方が介装される。つまり、ピストンブラケット14、14はそれぞれ3点でピストン本体10と当接している。   By fastening the piston brackets 14, 14 and the piston body 10, the piston body inner upper surface 50 and the main parts 62, 62 upper surfaces of the piston brackets 14, 14 come into contact with each other, and the support base 52 of the piston body 10, 52, 52, 52 and the support arm portions 64, 64, 64, 64 of the piston brackets 14, 14 come into contact with each other. And, at least one of shims 16, 16 and shims 16 ', 16', 16 ', 16' is interposed in the contact portion. That is, the piston brackets 14 and 14 are in contact with the piston body 10 at three points.

また、ピストンブラケット14、14の主体部62、62の支持腕部64、64、64、64より上側部分の側面は、近接するピストン本体10の支持台部52、52、52、52とスラスト方向において所定の間隔を有している。
また、当該組付状態において、ピストンピン12の軸中心はピストン1頂面の径中心よりスラスト方向にて僅かにスラスト側にオフセットされている。これにより、膨張行程時のピストン1に反スラスト方向の力を発生させ、サイドフォースを低減させることができる。
Further, the side surfaces of the upper portions of the support portions 64, 64, 64, 64 of the main body portions 62, 62 of the piston brackets 14, 14 are in the thrust direction with the support base portions 52, 52, 52, 52 of the adjacent piston body 10. At a predetermined interval.
In the assembled state, the axial center of the piston pin 12 is slightly offset toward the thrust side in the thrust direction from the diameter center of the top surface of the piston 1. Thereby, a force in the anti-thrust direction can be generated in the piston 1 during the expansion stroke, and the side force can be reduced.

以上のように、ピストンブラケット14、14がそれぞれ支持腕部64、64、64、64及び主体部62、62上面の3点で当接していることで燃焼圧によりピストン本体10から伝達される力を十分に分散させることができ、ピストン1の強度及び耐久性を向上させることができる。
また、ピストンブラケット14、14を別体に構成することで、一体構成のブラケットに比べて支持腕部64、64を繋ぐ部位等が不要となる分、小型化、軽量化を図ることができる。
As described above, the piston brackets 14 and 14 are in contact with the support arm portions 64, 64, 64 and 64 and the upper surfaces of the main body portions 62 and 62, respectively. Can be sufficiently dispersed, and the strength and durability of the piston 1 can be improved.
In addition, by configuring the piston brackets 14 and 14 separately, it is possible to reduce the size and weight of the piston brackets 14 and 14 as much as parts that connect the support arm portions 64 and 64 are not necessary as compared with the integrally configured bracket.

また、ピストンブラケット14、14の主体部62、62上面とピストン本体内側上面50との間にシム16、16、ピストンブラケット支持腕部64、64、64、64とピストン本体裏側の支持台部52、52、52、52との間にシム16’、16’、16’、16’を介装させていることで、熱変形や成形誤差等による生じるピストン本体10とピストンブラケット14、14との間隔をシム16、16、もしくはシム16’、16’、16’、16’により調整することができ、確実に3点で当接した構成とすることができる。また、ピストンブラケット14、14の主体部62、62の側面は近接するピストン本体10の支持台部52、52、52、52と所定の間隔を有していることから、スラスト方向における熱変形や成形誤差等の影響を軽減することができる。   Further, shims 16, 16, piston bracket support arm portions 64, 64, 64, 64 and a support base portion 52 on the back side of the piston main body are provided between the upper surfaces of the main portions 62, 62 of the piston brackets 14, 14, and the inner upper surface 50 of the piston main body. , 52, 52, 52, the shims 16 ′, 16 ′, 16 ′, 16 ′ are interposed between the piston main body 10 and the piston brackets 14, 14 caused by thermal deformation or molding error. The interval can be adjusted by the shims 16 and 16 or the shims 16 ′, 16 ′, 16 ′, and 16 ′, and a configuration in which the gaps are reliably brought into contact at three points can be obtained. Further, since the side surfaces of the main portions 62, 62 of the piston brackets 14, 14 have a predetermined distance from the support base portions 52, 52, 52, 52 of the adjacent piston body 10, thermal deformation in the thrust direction or The influence of molding error and the like can be reduced.

これにより、ガタツキ等なく確実にピストン本体10にピストンブラケット14、14を固定することができ、騒音等の軽減や強度及び耐久性をより向上させることができる。
そして、ピストン1はピストン本体10とピストンブラケット14、14とが別体に形成されていることで、オイル溝の形成位置とピストンピン支持位置が干渉する等の制限を受けることなくピストンピン12を頂面側に位置させることができる。これにより、ピストン1の重心位置とピストンピン12の中心とを近づけて、ピストン1の小型化、軽量化を実現できるとともに、ピストン1の低重心化を図ることでストローク時の慣性モーメントを小さくすることが可能となり、スラップ音等の騒音を低減できる。さらに、ピストン1を低重心化することで、コンロッド2を長くし、連かん比を大きくすることができるので、サイドフォースやフリクションを軽減することができる。
Thereby, the piston brackets 14 and 14 can be securely fixed to the piston body 10 without rattling or the like, and noise can be reduced and the strength and durability can be further improved.
The piston 1 has the piston body 10 and the piston brackets 14 and 14 formed separately, so that the piston pin 12 can be moved without any restriction such as interference between the oil groove forming position and the piston pin supporting position. It can be located on the top side. As a result, the center of gravity of the piston 1 and the center of the piston pin 12 are brought close to each other, so that the piston 1 can be reduced in size and weight, and the inertial moment at the time of stroke can be reduced by reducing the center of gravity of the piston 1. Therefore, noise such as slap noise can be reduced. Furthermore, by lowering the center of gravity of the piston 1, the connecting rod 2 can be lengthened and the connection ratio can be increased, so that side force and friction can be reduced.

このように、本発明に係る内燃機関のピストンでは、ピストンピン12位置を頂面側に近づけつつ、ピストン1の強度及び耐久性を確保することができる。
以上で本発明に係る内燃機関のピストンの実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、シム16、16の材質はステンレスとしているが、当該シムの材質はこれに限られるものではない。
Thus, in the piston of the internal combustion engine according to the present invention, it is possible to ensure the strength and durability of the piston 1 while bringing the position of the piston pin 12 close to the top surface side.
Although the description of the embodiment of the piston of the internal combustion engine according to the present invention has been completed above, the embodiment is not limited to the above embodiment.
For example, in the above embodiment, the shims 16 and 16 are made of stainless steel, but the shim material is not limited to this.

また、上記実施形態ではピストンブラケット14、14を互いに別体に構成しているが、当該ピストンブラケットは別体のものに限られるものではなく、例えば上記ピストンブラケットの支持腕部をピン方向に互いに連結し一体とした構成としても構わない。
また、上記実施形態では、ピストン本体10の支持台部52、52、52、52を独立して4箇所に形成しているが、支持台部はこのような構成に限られるものではなく、例えば、上記スラスト側の支持台部間及び反スラスト側の支持台部間をピン方向に連結し一対の支持台部とした構成としても構わない。
In the above-described embodiment, the piston brackets 14 and 14 are configured separately from each other. However, the piston bracket is not limited to a separate one. For example, the support arms of the piston bracket are mutually connected in the pin direction. It does not matter even if it is connected and integrated.
Moreover, in the said embodiment, although the support base parts 52, 52, 52, 52 of the piston main body 10 are independently formed in four places, a support base part is not restricted to such a structure, for example, The thrust side support base portions and the anti-thrust side support base portions may be connected in the pin direction to form a pair of support base portions.

また、上記実施形態では、ピストンピン12はスラスト側にオフセットした構成であるが、特にこのようにオフセットした構成に限られるものではない。
また、上記実施形態では、シム16が板部材、シム16’がワッシャ形状をなしているが、当該シムの形状はこれに限られるものではなく、例えば、シム16’をピストン本体裏側の支持台部の下面形状に合わせた形状としても構わない。
Moreover, in the said embodiment, although the piston pin 12 is the structure offset to the thrust side, it is not restricted to the structure especially offset in this way.
In the above embodiment, the shim 16 is a plate member, and the shim 16 'is a washer shape. However, the shape of the shim is not limited to this, and for example, the shim 16' is supported on the back side of the piston body. A shape that matches the shape of the lower surface of the part may be used.

本発明に係る内燃機関のピストンの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the piston of the internal combustion engine which concerns on this invention. ピストン本体の斜視図である。It is a perspective view of a piston main body. ピストン本体の正面図である。It is a front view of a piston main body. ピストン本体の下面図である。It is a bottom view of a piston main body. 図4のA−A線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. ピストンブラケットの斜視図である。It is a perspective view of a piston bracket. ピストンブラケットの正面図である。It is a front view of a piston bracket. ピストンブラケットの下面図である。It is a bottom view of a piston bracket. ピストン組付状態における斜視図である。It is a perspective view in a piston assembly state. ピストン組付状態における斜視図である。It is a perspective view in a piston assembly state. ピストン組付状態における正面図である。It is a front view in a piston assembly state. ピストン組付状態における下面図である。It is a bottom view in a piston assembly state. 図12のB−B線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the BB line of FIG. ピストン組付状態における他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example in a piston assembly state. ピストン組付状態における他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example in a piston assembly state. シムの斜視図である。It is a perspective view of a shim.

符号の説明Explanation of symbols

1 ピストン
10 ピストン本体
12 ピストンピン
14 ピストンブラケット(ピン支持部材)
16、16′ シム
18 ボルト
20 クラウン部
22 リングランド部
24a、24b スカート部
26 サイドウォール部
50 ピストン本体内側上面
52 支持台部
54 螺合穴
60 ピン孔
62 主体部
64 支持腕部
66 貫通孔
1 Piston 10 Piston Body 12 Piston Pin 14 Piston Bracket (Pin Support Member)
16, 16 'Shim 18 Bolt 20 Crown part 22 Ring land part 24a, 24b Skirt part 26 Side wall part 50 Inner upper surface of piston main body 52 Support base part 54 Screw hole 60 Pin hole 62 Main part 64 Support arm part 66 Through hole

Claims (2)

内燃機関のシリンダ内をストロークするピストンであって、
頂面を有した略円筒形状をなし、該頂面の裏面のスラスト側及び反スラスト側位置にストローク方向下死点側に突出した支持台部が形成されているとともに、該支持台部の下死点側の面にボルトのねじ部が螺合可能な螺合穴を有するピストン本体と、
ピストンピンの端部を軸支するピン孔を有し、スラスト側及び反スラスト側の側面が前記支持台部と間隔を有しつつ、ストローク方向上死点側の面が前記ピストン本体の頂面の裏面と当接する主体部、及び、該主体部からスラスト方向両側に延び、一方の上死点側の面がスラスト側、他方の上死点側の面が反スラスト側の前記支持台部の下死点側の面と当接し且つそれぞれ前記ボルトのねじ部が貫通可能な貫通孔を有した一対の支持腕部を有し、前記ボルトのねじ部が該支持腕部の貫通孔を貫通し前記ピストン本体の螺合穴に螺合することで該ピストン本体に締結されたピン支持部材とを備え、
前記ピン支持部材は前記ピストンピンの一端側と他端側とで別体に構成されていることを特徴とする内燃機関のピストン。
A piston that strokes in a cylinder of an internal combustion engine,
A substantially cylindrical shape having a top surface is formed, and a support base portion protruding toward the bottom dead center side in the stroke direction is formed at the thrust side and anti-thrust side positions on the back surface of the top surface, and below the support base portion A piston body having a screw hole into which a screw portion of a bolt can be screwed on a surface on the dead center side;
It has a pin hole that pivotally supports the end of the piston pin, the thrust side and the side opposite to the thrust side are spaced from the support base, and the top dead center side surface in the stroke direction is the top surface of the piston body A main body portion that contacts the back surface of the support base, and the support base portion that extends from the main body portion to both sides in the thrust direction, wherein one top dead center side surface is the thrust side and the other top dead center surface is the anti-thrust side. A pair of support arm portions that contact the bottom dead center surface and have through-holes through which the thread portions of the bolts can pass, and the thread portions of the bolts pass through the through-holes of the support arm portions; A pin support member fastened to the piston body by screwing into the screw hole of the piston body;
The piston of the internal combustion engine, wherein the pin support member is configured separately on one end side and the other end side of the piston pin .
前記ピストン本体の頂面の裏面と前記ピン支持部材の主体部のストローク方向上死点側の面との間、及び、前記ピストン本体の支持台部の下死点側の面と前記ピン支持部材の支持腕部の上死点側の面との間の少なくともいずれか一方にシムが介装されていることを特徴とする請求項1記載の内燃機関のピストン。   Between the back surface of the top surface of the piston body and the surface of the main part of the pin support member in the stroke direction top dead center side, and the bottom dead center side surface of the support base part of the piston body and the pin support member 2. A piston for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a shim is interposed in at least one of the support arm portion and the top dead center side surface.
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